Введение
IBM Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC) - электромеханический компьютер, разработанный компанией IBM. Его проектирование началось в конце 1944 года, а эксплуатация велась с января 1948 года по август 1952 года. Он обладал многими характеристиками компьютера с хранимой программой и был первой рабочей машиной, способной рассматривать свои инструкции как данные, однако он не был полностью электронным. Президент IBM, Томас Дж. Уотсон-старший, остался недоволен пресс-релизом Айкена, который не упоминал вклад IBM в финансирование и инженерные работы. Уотсон и Айкен решили разойтись, и IBM приступила к проекту по созданию собственной, более крупной и заметной машины. Астроном Уоллес Джон Эккерт из Колумбийского университета предоставил технические спецификации для новой машины; бюджет проекта, почти в 1 миллион долларов, был огромной суммой для того времени. Фрэнсис "Фрэнк" Э. Гамильтон (1898–1972) руководил строительством как ASCC, так и SSEC. Роберт Рекс Сибер-младший также был переманен из гарвардской группы и стал известен как главный архитектор новой машины. Модули изготавливались на предприятии IBM в Эндикоте, штат Нью-Йорк, под руководством директора по инжинирингу Джона Макферсона после завершения базового дизайна в декабре 1945 года.
The IBM Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC) was an electromechanical computer built by IBM. Its design was started in late 1944 and it operated from January 1948 to August 1952. It had many of the features of a stored program computer, and was the first operational machine able to treat its instructions as data, but it was not fully electronic. The President of IBM, Thomas J. Watson Sr., did not like Aiken's press release that gave no credit to IBM for its funding and engineering effort. Watson and Aiken decided to go their separate ways, and IBM began work on a project to build their own larger and more visible machine. Astronomer Wallace John Eckert of Columbia University provided specifications for the new machine; the project budget of almost $1 million was an immense amount for the time. Francis "Frank" E. Hamilton (1898–1972) supervised the construction of both the ASCC and the SSEC. Robert Rex Seeber Jr. was also hired away from the Harvard group, and became known as the chief architect of the new machine. Modules were manufactured in IBM's facility at Endicott, New York, under Director of Engineering John McPherson after the basic design was ready in December 1945.
Строительство
В феврале 1946 года было объявлено о создании полностью электронной машины ENIAC, что придало импульс проекту. Новая машина, получившая название IBM Selective Sequence Electronic Calculator (SSEC), была готова к установке к августу 1947 года. Ее торжественно представили публике и впервые продемонстрировали 27 января 1948 года. А. Уэйн Брук с 1950 года являлся главным инженером-электронщиком, ответственным за работу машины. Герб Грош, второй сотрудник с докторской степенью, принятый на работу в IBM, был одним из первых программистов. Еще одним ранним программистом был Эдгар "Тед" Кодд. Элизабет "Бетси" Стюарт была главным оператором и часто появлялась на рекламных фотографиях. SSEC представлял собой необычный гибрид вакуумных ламп и электромеханических реле. Около 12 500 вакуумных ламп использовалось в арифметическом устройстве, блоке управления и восьми (относительно высокоскоростных) регистрах, время доступа к которым составляло менее одной миллисекунды. Для управления использовалось примерно 21 400 реле и 150 регистров с меньшей скоростью, с временем доступа 20 миллисекунд. Релейная технология была аналогична технологии ASCC и основана на разработке Клэр Д. Лейк (1888–1958). Арифметико-логическое устройство SSEC было модифицированным электронным умножителем IBM 603, разработанным Джеймсом У. Брайсом. Габаритные вакуумные лампы представляли собой излишки военной радиолокационной техники и занимали целую стену. Память была организована в виде 19-значных десятичных чисел со знаком. Умножение выполнялось с использованием 14 цифр в каждом множителе. Большая часть заявленной емкости в 400 000 цифр была представлена в виде рулонов перфорированной бумажной ленты. Сложение занимало 285 микросекунд, а умножение – 20 миллисекунд, что делало арифметические операции значительно быстрее, чем у Гарвардской машины Mark I. Данные, которые требовалось быстро извлечь, хранились в электронных схемах, а остальные – в реле и в виде отверстий в трех непрерывных лентах, заполнявших другую стену. Для подъема тяжелых рулонов бумаги требовался цепной подъемник. Машина считывала инструкции или данные с 30 считывателей бумажной ленты, подключенных к трем перфораторам, а также использовала устройство поиска по таблице, состоящее из еще 36 считывателей бумажной ленты. Для загрузки данных использовался считыватель перфокарт, а результаты выводились на перфокарты или высокоскоростные принтеры. Дж. Преспер Эккерт, со-разработчик ENIAC (не состоявший в родстве с Эккертом из IBM), назвал ее "каким-то огромным монстром, который, по моему мнению, никогда не работал должным образом". Сибер тщательно спроектировал SSEC таким образом, чтобы инструкции рассматривались как данные, что позволяло их изменять и хранить под управлением программы. 19 января 1949 года IBM подала заявку на патент, основанный на SSEC, который впоследствии был признан подтверждающим возможность хранения программ в машине. Каждая инструкция могла принимать входные данные из любого источника (электронные или механические регистры или считыватели лент), сохранять результат в любом месте назначения (электронные или механические регистры, лента, перфоратор или принтер) и указывать адрес следующей инструкции, которая также могла быть любым источником. Это делало ее мощной в теории.
Приложения
Первым применением SSEC было вычисление положений Луны и планет, известных как эфемериды. Для вычисления каждого положения Луны требовалось около 11 000 сложений, 9 000 умножений и 2 000 обращений к таблицам, на что у SSEC уходило около семи минут. Эта задача занимала машину около шести месяцев, после чего другие пользователи выстроились в очередь, чтобы использовать её. Система ленточных эфемерид JPL использовалась практически для всех вычислений траекторий космических аппаратов в космической программе США, и в качестве текущей лунной эфемериды она содержала оценку Улучшенной лунной эфемериды с рядом исправлений. Источниками служили «Улучшенная лунная эфемерида» (документация, представляющая собой отчёт о вычислениях Экерта, выполненных на SSEC, с полными результатами положения Луны за период с 1952 по 1971 год), а также исправления, описанные Экертом и др. (1966) и в Дополнении к AE 1968. В совокупности эти исправления модифицируют практически каждый элемент лунных вычислений, и, следовательно, космическая программа, по всей видимости, использовала лунные данные, полученные на основе модифицированного и исправленного варианта вычислительной процедуры, впервые реализованной на SSEC, а не сами непосредственно полученные таблицы. Первым клиентом, оплатившим услуги SSEC, стала компания General Electric. SSEC также использовался для расчётов Комиссией по атомной энергии США в рамках проекта ANP по созданию самолёта с ядерным реактором. Роберт Д. Рихтмайер из Лос-Аламосской национальной лаборатории использовал SSEC для одних из первых масштабных применений метода Монте-Карло. Льюэллин Томас решал задачи, связанные со стабильностью ламинарного потока, программирование выполняли Дональд А. Кварлс-младший и Филис К. Браун. В 1949 году Кэтберт Хёрд был принят на работу (также после посещения SSEC) и создал отдел прикладных наук; в конечном итоге управление SSEC было передано этой организации.
Наследие
В помещении, где располагался SSEC, был одним из первых компьютеров с приподнятым полом, чтобы посетители не видели неэстетичных кабелей и не спотыкались о них. Большое количество мигающих огней и шумных электромеханических реле делали IBM заметной для публики. SSEC появился в фильме «Путь на восток по маяку», основанном на книге Дж. Эдгара Гувера. SSEC привлекал как клиентов, так и новых сотрудников. И Хёрд, и Бэкус были приняты на работу после просмотра демонстрации этого комплекса. ENIAC 1946 года содержал больше электронных ламп, чем SSEC, и был быстрее в некоторых операциях, но изначально был менее гибким и требовал перекоммутации для решения каждой новой задачи. В конце 1948 года был представлен новый умножитель IBM 604, использовавший более современную ламповую технологию, которая уже устарела громоздкие лампы SSEC. К маю 1949 года был анонсирован электронный калькулятор с программным управлением от перфокарт, а в сентябре начались поставки. Фактически, это была значительно уменьшенная версия технологии SSEC, позволяющая клиентам выполнять аналогичные вычисления. В июле 1953 года был представлен гораздо более дешевый (и даже более продаваемый) IBM 650, разработанный той же командой из Эндикотта, которая создала SSEC.